2. Расчет фундамента под колонну по оси б.

1. Исходные данные

Расчетное сопротивление грунта основания R=350 кПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем γ_m=2т/м³.Бетон фундамента классаB12,5 с расчетными характеристиками при γ_b2=1,1:R_b=76,5∙1,1=84,2 кГс/см²;R_bt=6,73∙1,1=7,4кГс/см².Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100мм из бетона классаB3,5.

На фундамент в уровне его обреза предаются следующие усилия (гл.5 табл.11):

Комбинация M_min

при γ_f=1:M_n=-20,56тс·м;N_n=251,35тс;Q_n=4,51тс;

при γ_f>1:M_n=-24,67тс·м;N_n=283,7тс;Q_n=5,41тс;

Комбинация M_max

при γ_f=1:M_n=26,24тс·м;N_n=179,18тс;Q_n= -2,06тс;

при γ_f>1:M_n=31,49тс·м;N_n=197,1тс;Q_n= -2,47тс;

Комбинация N_max

приγ_f=1:M_n=7,76тс·м;N_n=317,16тс;Q_n=1,08тс;

при γ_f>1:M_n=9,31тс·м;N_n=369,73тс;Q_n=1,3тс;

2. Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений

Предварительно глубину заложения подошвы принимаем из конструктивных соображений, т.е. по минимально допустимой конструктивной высоте фундамента:H_f,min=h_d+h_b,min=1,05+0,2=1,25м

где h_d=(0,5+0,33h_c)+0,05=0,5+0,33·1,4+0,05=1,012м, принимаем 1,05м-глубина стакана, обеспечивающая надежную заделку двухветвевой колонны и ее рихтовку по высоте;h_b,min=0,2м-минимальная толщина дна стакана; Принимаем унифицированную высоту фундаментаH_f=1,5м, обрез располагаем на отметке -0,15м. Тогда глубина заложения подошвыd=H_f,min+0,15=1,5+0,15=1,65

Рис . 21. Расчетная схема усилий

для фундамента по оси Б

Примем соотношение сторон m=b/l=0,8 и предварительноопределяем размеры подошвы фундамента как для центрально-нагруженного по наибольшему нормативному уси­лию:

, размер большей стороныl=b/m=3,16/0,8=3,95м.

Принимаем унифицированные размеры b×l=3×3,6м, тогда площадь подошвыА=3·3,6=10,8м²,а момент сопротивленияW=bl²/6=3·3,6²/6=6,48м³.

Проверка давления под подошвой фундамента.

комбинация М_max

p_n,max = 16,59+3,67+3,3=23,56тс/м² ≤ 1,2R=1,2·35=42тс/м²;

p_n,min=16,59-3,67+3,3=16,22/м² ≥ 0;

p_n,m =16,59+2,7=19,89тс/м² ≤ R=35тс/м²;

комбинация М_min

p_n,max = 23,27+2,34+3,3=28,9тс/м² < 1,2R=1,2·35=42тс/м²;

p_n,min=23,27-2,34+3,3=24,24тс/м² > 0;

p_n,m =23,27+2,7=26,57 < R=35тс/м²;

комбинация N_max

p_n,max = 29,37+1,4+3,3=34,06тс/м² < 1,2R=1,2·35=42тс/м²;

p_n,min=29,37-1,4+3,3=31,27тс/м² > 0;

p_n,m =29,37+2,7=32,67 < R=35тс/м²;

Во всех комбинациях p_n не превышает допускаемых, т.е. принятые размеры подошвы фундамента достаточны. Расчетной является комбинация N_max, для нее определим величины давления на грунт от нагрузок при коэффициенте γ_f>1, но без учета веса фундамента и грунта на нем.

p_max = 34,23+1,74=35,97тс/м²; p_min=34,23-1,74=35,50тс/м²;p_m =34,23тс/м²;

3. Определение конфигурации фундамента и проверка ступени

Учитывая значительное заглубление подошвы, проектируем фундамент с подколонником и ступенчатой плитной частью.

Размеры подколонника в плане: l_cf=1400+2·300+2·100=2200мм;b_cf=500+2·250+2·100=1200мм.

Определим рабочую высоту плитной части

По расчету принимаем плитную часть в виде одной ступени высотой h=450мм, консольный вынос меньше оптимального - c=0,5·(3,6-2,2)=0,7м<3·0,4=1,2м,

Если консольный вынос ступени получается больше оптимального, принимаем большее количество ступеней.

Принимаем глубину заделки h_з=0,5+0,33·1,4=0,962м ≈1м, тогда глубина стакана под колоннуh_d=1+0,05=1,05м; Размеры дна стакана:b_h=500+2·50=600мм;h_h=1400+2·50=1500мм.

Проверка высоты ступени.

Учитывая, что b_c=b_cf=1,2м иh_c=l_cf=2,2м, получим b-b_c=3-1,2=1,8м>2h_o=2·0,4=0,8м, тогдаb_m=1,2+0,4=1,6м;F=35,97·[0,5·3·(3,6-2,2-2·0,4)-0,25·(3-1,2-2·0,4) ²]≈23,38тс.

Проверим условие F=23,38тс < 74∙1,60∙0,4=47,38 тс – продавливание ступени не произойдет.

Выполним проверку по поперечной силе для наклонного сечения, начинающегося от грани подколонника. Длина горизонтальной проекции этого наклонного сечения c’=h_o=0,4м;

Q=p _max∙(с-h_o)b=35,97∙(0,7-0,4)∙3=32,37тс;

Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое одним бетоном

Q_b,min=0,6R_btbh_o=0,6∙74∙3∙0,4=53,3тс.

Так как Q=32,37тс <Q_b,min=53,3тс, прочность ступени по поперечной силе достаточна.